控製調諧紅外發射率在適應熱偽(wei) 裝的潛在国产成人在线观看免费网站方麵引起了人們(men) 的廣泛關(guan) 注。在此項工作中報道了一種在多孔聚乙烯膜中基於(yu) 紅外裝置的一種柔性多層石墨烯,此處的紅外發射率可以通過離子液體(ti) 層注入的方法進行調諧。表麵多層石墨烯的費米等級通過離子液體(ti) 注入的方法移動到高的能級,這可以阻止費米能級以下電子轉移;因此石墨烯的光吸收率/光發射率都可以通過注入來控製。實驗發現,表麵石墨烯的紅外發射率在離子液體(ti) 注入後可從(cong) 0.57調諧到0.41,同時表麵石墨烯的的相對反射率Rv/R0從(cong) 1.0增加到1.15。拉曼光譜很強的熒光背景G峰(~23cm-1)的上移和表麵阻抗的減少表明了離子液體(ti) 在石墨烯層的成功注入。電子電壓高於(yu) 3V時的原位拉曼光譜具有很強的熒光背景和一個(ge) G峰的上移(大約為(wei) 25cm-1),表明一個(ge) 明顯的注入石墨烯層的摻雜效應。除此之外,由於(yu) 在離子液體(ti) 和石墨烯層之間電荷轉移導致石墨烯的薄層阻抗從(cong) 11減小到4。並且注入過程是迅速且可逆的;薄膜層很輕,並且是柔性的且薄的。
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通過離子液體(ti) 插入層的方法在多層石墨烯中調諧紅外發射率
多層石墨烯器件的四層構造結構在不同偏壓下使用原位表征成為(wei) 可能。在此項工作中,Keithley 2540源表被用於(yu) 在不同的石墨烯層之間測試偏壓來控製注入進程。原位拉曼測試使用XperRam Compact拉曼光譜儀(yi) ,激發光波長和能量分別為(wei) 532nm和0.5mW。多層石墨烯的薄層阻抗在不同的注入偏壓下通過另外一個(ge) Keithley 2400源表進行測量。由於(yu) 離子液體(ti) 注入到了石墨烯層因此紅外發射率的調製很清楚。為(wei) 了進一步表征表麵多層石墨烯的注入過程進行了原位拉曼的測試。圖1顯示了在不同的偏壓下的表麵石墨烯的拉曼光譜。對於(yu) 一個(ge) 讚新的多層石墨烯,此處有三種拉曼模式:D(1321cm-1)、G(1580cm-1)和2D(2688cm-1),和之前所報道的一致。其中D峰表明了石墨烯中的缺陷所在,這可能是由於(yu) 刻蝕和遷移過程所引起的。對於(yu) 一個(ge) 低於(yu) 2V的注入偏壓來說,拉曼光譜與(yu) 原始光譜相似。然而當外加電壓高於(yu) 3V時,G峰和D峰都有明顯的增加並且在偏壓增加到3V時G峰從(cong) 1580cm-1偏移到1603cm-1。G峰強度的增加對於(yu) 通過注入的摻雜效應是一個(ge) 顯示,同時G峰上移23cm-1 表明了成功注入。D峰強度的增加表明注入過程中在石墨烯層缺陷的增加,這增強了注入的過程。對於(yu) 高於(yu) 4V的偏壓,隨著2D峰的減弱出現了很強的熒光背景,這進一步表明了注入過程中強有力摻雜效應。再去除外加電壓之後,石墨烯表麵出現了和原始樣品相似的拉曼光譜。
圖1. 離子液體(ti) 注入多層石墨烯器件的原位拉曼測試:(a)原位拉曼測試過程圖解;(b)在不同偏壓下表麵多層石墨烯的拉曼光譜;(c)原始(黑色)、注入(紅色)和非注入(藍色)的多層石墨烯表麵的拉曼光譜圖
如圖2所示,多層石墨烯在插入偏壓的薄層阻抗通過四點電阻率法來測試,石墨烯層之間弱的範德華力允許原子或小分子注入到範德華間隙中。在此種情況下,離子液體(ti) 中的陽離子/陰離子在偏壓下注入層中,結果石墨烯上的電荷密度顯著增加並且多層石墨烯的薄膜阻抗在低於(yu) 2V從(cong) 11Ω顯著降低到高於(yu) 3.5V的4Ω,此結果和拉曼測試的結果一致。這些結果表明在2V左右有一個(ge) 閾值的偏壓。低於(yu) 2V電壓下在石墨烯-離子液體(ti) 界麵處有一個(ge) 離子聚集;當高於(yu) 2V時離子注入到石墨烯層的表麵。完整發射率的變化和薄膜阻抗一致。然而在2V電壓下完整的紅外發射率也可以被調製。除此之外,注入過程是可逆的,伴有去夾層石墨烯樣品和原始樣品具有相似的I-V曲線。
圖2. 離子液體(ti) 注入多層石墨烯薄層阻抗:(a)原位薄層阻抗測試係統的圖解;(b)在注入偏壓下薄層阻抗的依賴性;(c)多層石墨烯原始的(黑色)、注入的(紅色)和非注入(藍色)的I-V曲線
相關(guan) 文獻:Liyuan Zhao, Renyan Zhang, etc. Tunable infrared Emissivity in Multilayer Graphene by Ionic Liquid Intercalation[J]. Nanomaterials, 2019, 9, 1096.
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